Водород в природе. Изотопы водорода

Водород. Положение водорода в Периодической системе. Изотопы водорода. Строение электронной оболочки атома водорода, характерные степени окисления. Водород как простое вещество. Строение молекулы. Физико-химические свойства. Получение и применение водорода. Распространение в природе. [c.108]

Изотопно-модифицированными называют соединения, в которых изотопный состав нуклидов отличается от имеющегося в природе. При написании формул и названий таких соединений изотоп (нуклид), присутствующий в избытке, обозначают символом атома с массовым числом в левом верхнем индексе этого символа, например С (см. с. 23). Для изотопов водорода в соединениях, не модифицированных иными изотопами, приемлемы также символы О и Т в СА вместо них используют й и /. [c.200]

Задача 12-1. Перечислите изотопы водорода. Как эти изотопы распространены в природе, какие из изотопов водорода стабильны [c.161]

ВОДОРОД в ПРИРОДЕ. ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА [c.99]

Для водорода известны, три изотопа специальные названия и обозначения Н — протий Н, терий В, Н тритий Т. Первые два встречаются в природе, третий получен искусственно. Обычно различия в химических свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше, чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически заметно отличаются. [c.464]

Супруги Жолио-Кюри первыми открыли явление искусственной радиоактивности. К настоящему времени получено более тысячи радиоактивных изотопов, не встречающихся в природе. У каждого элемента имеется один или несколько радиоактивных изотопов. Один радиоактивный изотоп имеется даже у водорода период полураспада водорода-3, называемого также тритием, составляет 12 лет. [c.173]

Открыты три изотопа водорода — протий, обозггачается символом Н,, Н — дейтерий — символом D, IH — тритий — символом Т. Протий и дейтерий встречаются в природе, тритий синтезирован. В природном водороде содержание дейтерия достигает 0,02%. Дейтерий впервые был получен при электролизе природной воды в виде тяжелой воды D2O. В процессе электролитического разложения большого количества природной воды D2O концентрируется в остатке, так как при электролизе воды разряжение ионов происходит значительно быстрее, чем ионов D+. [c.246]

В природе встречаются два стабильных изотопа водорода — Н (протий) и Н, или В (дейтерий), а также один радиоактивный — Н, или Т (тритий). Искусственно может быть получен неустойчивый изотоп Н. [c.97]

Водород - Н аш . 2=1. А2=1,0СЗ (средняя относительная атомная масса, найденная с учетом распространенности в природе изотопов Н н О). [c.289]

Существует два устойчивых изотопа водорода 1Н и Н. Более тяжелый изотоп называют дейтерием. В природном водороде его содержится 0,01 %. Изотоп 1Н называют тритием-, он радиоактивен и в природе не встречается. Относительная разница в массах водорода и дейтерия больше, чем для любой другой пары изотопов (исключая пару водород — тритий). По этой причине разница в свойствах водорода и дейтерия больше, чем у изотопов других элементов. [c.379]

Книга не только окажет огромную помощь всем химикам и биологам, использующим в своей работе органические соединения, содержащие изотопы водорода, но будет стимулировать также новые исследования с применением изотопов этого играющего столь важную роль в природе элемента. [c.7]

Растворы веществ различной природы в воде и других протонных растворителях представляют собой объекты, удобные для изучения методом изотопного замещения. Различие атомных масс изотопов водорода приводит к появлению достаточно больших и относительно легко измеряемых изотопных эффектов в растворах, отражающихся на параметрах протекающих в растворах процессов. [c.97]

Ожидают, что реакторы синтеза первого поколения будут использовать цикл дейтерий — тритий. Горючими в этом случае будут дейтерий и литий, изотоп которого литий-6, составляя 7,5 % природного лития, под действием нейтронов превращается в тритий и гелий. В более отдаленном будущем будет, может быть, необходимо использовать только дейтерий — изотоп водорода, который содержится в природе в количестве 1 ч на 6500 ч водорода (0,015 %) его выделяют из тяжелой воды с использованием методик, предусматривающих дистилляцию, электролиз и химический обмен [4] [c.26]

При изучении реакционной способности органических веществ и взаимного влияния атомов в их молекулах существенно также то обстоятельство, что нередко удается заместить одни и те же атомы водорода на изотоп, применяя реагенты различной и даже противоположной природы (кислота — основание). Результаты, полученные для реакции замещения водорода на его изотоп, наиболее легко сопоставимы и поэтому позволяют особенно отчетливо выявить, как влияют реагент и среда на реакционную способность вещества. [c.307]

В настоящее время известны три изотопа водорода протий Н , дейтерий и тритий Т . Высказано предположение о существовании изотопов Н и Н , однако экспериментальных доказательств их существования еще нет. Наиболее распространен в природе изотоп протий. Атом его состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон. Тяжелый водород, или дейтерий, содержится в виде примеси к обычному водороду в количестве 0,02 об.%. Дейтерий входит в состав тяжелой воды, применяющейся для замедления нейтронов в ядерных реакторах. Тритий является нестабильным изотопом водорода он подвержен радиоактивному р-распаду (период полураспада 12,26 лет). В атмосфере Земли тритий появляется в результате действия нейтронов космических лучей, его запас на Земле исчисляют равным 1800 г. В настоящее время тритий не имеет практического применения. [c.15]

В природе встречается сравнительно небольшое число чистых , или моноизотопных элементов, ядра атомов которых не имеют изотопов. Примеры F-19, Na-23, А1-27, V-51, Мп-55, Bi-209. В большинстве же случаев простые вещества представляют собой определенный, причем достаточно стабильный комплекс изотопов данного элемента. Это эле.менты-плеяды, или смешанные элементы. Например, чистое металлическое железо, получаемое из природных руд, представляет собой комплекс ядер с массами 54, 56, 57 и 58, олово получается в виде комплекса 10 изотопов и т. д. Изотопы данного элемента обозначают одинаковыми химическими символами. Исключение составляют изотопы водорода протий JH (ядро атома содержит только один протон, нейтронов в нем нет) дейтерий fD (1р, 1п) и тритий Т (1р, 2п). [c.14]

Изотопный состав химических элементов в природе постоянен. Искусственным путем он может быть изменен. Всякое искусственное изменение изотопного состава является меткой, которую можно обнаружить. Если изменение изотопного состава связано с обогащением каким-либо стабильным изотопом, то для анализа используется масс-спектрометрия, а для изотопов водорода в органических соединениях, кроме того, измерение плотности воды, образующейся после сожжения. Если изменение изотопного состава является результатом введения радиоактивного изотопа, то для анализа применяются радиометрические методы. [c.502]

Домашняя подготовка. Распространение водорода в природе. Получение водорода в лабораторных и промышленных условиях. Изотопы водорода. Физические и химические свойства водорода. Важнейшие химические соединения водорода. Применение. [c.176]

Различные изотопы отличаются друг от друга устойчивостью. Так, изотопы водорода протий и дейтерий вполне устойчивы и из их смеси состоит природный водород (дейтерий 0,016%) тритий же неустойчив, самопроизвольно подвергается радиоактивному распаду, отчего в природном водороде его нет и он может быть получен лищь искусственно. 26 элементов имеют лишь по одному устойчивому изотопу — такие элементы называются моноизотопны-ми (они характеризуются преимущественно нечетными атомными номерами), и атомные массы их приблизительно целочисленны. У 55 элементов имеется по нескольку устойчивых изотопов — они называются полиизотопными (большое число изотопов характерно для элементов преимущественно с четными атомными номерами). У остальных элементов известны только неустойчивые, радиоактивные изотопы. Это все тяжелые элементы, начиная с элемента № 84 (полоний), а из относительно легких — № 43 (технеций) и № 61 (прометий). Однако радиоактивные изотопы некоторых элементов относительно устойчивы (характеризуются большим периодом полураспада ), и потому эти элементы, например торий, уран, встречаются в природе. В большинстве же радиоактивные изотопы получают искусственно, в том числе и многочисленные радиоактивные изотопы устойчивых элементов. [c.23]

Водород (лат. hydrogenium), символ Н — первый химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Атомный номер водорода 1, относительная атомная масса 1,0079. В природе встречаются два стабильных изотопа водорода — Н (протий) и или В (дейтерий), а также один радиоактивный — Н, или Т (тритий). Искусственно может быть получен неустойчивый изотоп Н. [c.97]

Какие изотопы водорода Вам известны Все ли они встречаются в природе Что такое тяжелая вода и где ее используют в промышленности Какое вещество — оксид протия или оксид дейтерия имеет более низкую температуру кипения [c.70]

Тяжелая вода. Вода, образованная тяжеилыми изотопами водорода с массовым числом 2 — дейтерием (О), называется тяжелой водой. Формула ее ОзО. Установлено, что в природе (речная и морская вода, снег, лед) на каждые 5500—9000 молекул обычной воды приходится одна молекула тяжелой. [c.628]

В круговороте веществ в биосфере постоянно участвуют в основном одни и те же элементы водород, углерод, азот, кислород, сера. Из неживой природы они переходят в состав растений, из растений — в животных и человека. Атомы этих элементов переходят из организма в организм и удерживаются в круге жизни сотни миллионов лет, что подтверждается данными изотопного анализа. Указанные пять элементов называют биофильными элементами (жизнелюбивыми), при этом не все их изотопы, а только легкие. Так, из трех изотопов водорода Н, Н, биофильным является только Н. Из трех природных изотопов кислорода 0, О, 0 биофилен только 0, а из изотопов углерода — только 12С. [c.600]

Изотопы водорода имеют собственные названия Н — протий, fH — дейтерий (О), тритий (Т). Ядро протия состоит из 1 протона, ядро дейтерия — из 1 протона и 1 нейтрона, ядро трития—из 1 протона и 2 нейтронов. В состав воды наряду с протием (обычны.м водородом) входит и дейтерий (тяжелый водород), их соотношение 500 1. Тритий в природе не обнаружен, его получают с помощью ядерных реакций. [c.67]

Помимо углерода водород является другим, наиболее часто встречающимся элементом в органических соединениях. Он участвует во многих реакциях органических соединений, и иногда скорости этих реакций опреде-ляготся тем, какой изотоп водорода в них участвует. Существуют три изотопа водорода Угротий (водород-1, Н или просто водород Н), дейтерий (водород-2, II или Ь) и тритий (водород-3, Н или Т). В то время как протий II дейтерий встречаются в природе, радиоактивный тритий (период полураспада 12 лет) получают искусственным путем. Тритий может быть обнаружен с помощью счетчика Гейгера иногда тритиевые соединения (соединения, 11 которых тритий замещает часть или все атомы водорода-1) вводят в орга- [c.13]

Коснусь еще нескольких общеизвестных, но очень важных свойств воды. Как упоминалось выше, существует три изотопа водорода водород Н (или протий), устойчивый дейтерий О и радиоактивный тритий Т. Кроме того, в природе существует три изотопа кислорода. В результате различных комбинаций изотопов водорода с изотопами кислорода можно получить 42 различных вида воды. Наиболее знакомые нам — обычная вода Н О и так называемые тяжелая (дейтериевая) 0 0 и сверхтя-желая (тритиевая) Т2О вода. На Земле тритий присутствует в ничтожных количествах, а вот дейтерия довольно много — один атом О на 6700 атомов Н, и это означает что тяжелой воды в обычной весьма заметное количество — 150—160 г/х С этим наш организм еще справляется, но вообще тяжелая вода для нас не слишком полезна. [c.30]

Ядра всех атомов химических элементов состоят из протонов и нейтронов. Каждый протон имеет положительный заряд,равный -Ь1,6-10 к, нейтрон заряда не имеет. Масса протона равна 1,679 10 г, масса нейтрона равна 1,675 10 2 г, т. е. немного меньше массы протона. Каждый атом химического элемента имеет строго постоянное и вполне определенное число протонов в ядре (это число равно атомному номеру элемента). Число же нейтронов в ядрах атомов одного и того же химического элемента может несколько разлит-чаться. Этому соответствует наличие в природе нескольких из10топов химических элементов. Так, например, хорошо известны три изотопа водорода протий, ядро которого состоит только из одного протона дейтерий с ядром из одного протона и одного нейтрона и тритий, в ядре которого содержится один протон и два нейтрона. Различные изотопы элементов отличаются, таким образом, друг от друга своими атомными весами. [c.165]

Известны три изотопа водорода протий (Н ), дейтерий (Н или О) и тритий (Н или Т). Природный водород содержит 99,9851% протия и 0,0149% дейтерия. Тритий в природе встречается в ничтожно малых количествах. В отличие от протия и дейтерия тритий радиоактивен и имеет период полураспада 12,262 года [3889]. [c.181]

Тяжелую воду и тяжелый изотоп водорода выделяют из природных соединений водорода, главным образом из воды. Содержание дейтерия в природных соединениях водорода составляет около 0,015 атомп.%. Содержание дейтерия в водах различных источников и в других водородсодержащих соединениях несколько колеблется вследствие фракционирования изотопов водорода в ходе процессов, определяющих кругооборот воды в природе. Однако в большинстве сл /чаев эти отклонения не превышают 0,001 атомн. %, Изучению изотопного состава природных вод посвящено много работ как за рубежом так и в Советском Союзе [c.237]

Различие в величинах упругости пара было установлено Кеесом и Ван-Дайком [1087] им удалось методом низкотемпературной дистилляции разделить образец неона на две фракции, которые отличались по химическому атомному весу на 0,09 единицы. Позднее было показано[2067], что константы равновесия реакций, включающих изотопы водорода, как, например, Н2-Ь20С1 D2-f2H l, значительно отличны от единицы. Меньшее, однако достаточно заметное различие в химическом поведении было обнаружено у изотопов других легких элементов [2068]. Юри [2069] разработал метод вычисления констант равновесия для различных реакций с изотопами и получил данные для обменных реакций, включающих изотопы водорода, лития, бора, углерода, азота, кислорода, хлора, брома и иода. Многие из рассмотренных им реакций могут приводить к фракционированию изотопов в природе. Например, вычисленная и подтвержденная экспериментально константа равновесия [1082] для реакции [c.100]

Кислород является, вероятно, наиболее изученным элементом. Причина этого связана с важной ролью кислорода в жизненных процессах, с использованием его в качестве стандарта в химической шкале атомных весов и широкой распространенностью в виде соединений с другими элементами. Большое значение имеет тот факт, что моря представляют собой огромный резервуар кислорода. Локальные процессы обмена в них проходят при почти постоянном уровне содержания Содержание в атмосфере отличается удивительным постоянством образцы, собранные из приповерхностных слоев из удаленных один от другого пунктов и взятые на высоте до 51,6 км, отличаются по отношению лишь на 0,025% [506]. Это отношение в общем больше на 3% отношения изотопов в пресной воде, а отношение изотопов в океанской воде примерно на 0,5% больше, чем в пресной. Колебания в содержании и дейтерия, наблюдаемые для образцов из воды полярных и других океанов и между образцами из моря и пресноводных бассейнов, вызываются следующими причинами. Превращение воды в лед приводит к обогащению изотопом и уменьшению содержания дейтерия [1171, 1996]. Таким образом, можно ожидать (и это подтверждается экспериментально) изменения плотности воды из приполярных областей, где имеются большие массы льда. Испарение воды вызывает концентрирование тяжелых изотопов кислорода и водорода в остатке. Таким образом, пресная вода, которая образуется при испарении и конденсации морской воды, должна содержать меньше и В, чем морская [413, 592]. Были проведены измерения концентрации дейтерия в большом числе образцов океанской воды. Полученные значения лежат в пределах 0,0153—0,0156%. Для образцов пресной воды было отмечено, что в небольших странах, подобных Англии, где осадки представляют собой первичный продукт испарения морской воды, приносимой ветром, концентрация дейтерия равна приблизительно 0,0152% [347], т. е. близка к содержанию его в воде из океана. Для стран с обширной сушей, подобных США, где большая часть приносимых водяных паров конденсируется в пути , измеренная концентрация дейтерия оказалась равной 0,0133% [698]. В том же ряду измерений было обнаружено аналогичное фракционирование изотопов кислорода, что дает возможность проверить цифры, так как график зависимости соотношения между изотопами водорода и кислорода должен представлять собой прямую линию, наклон которой определяется отношением упругости паров НгО НОО к НгО Н Ю. Эпштейн и Маэда [591] нашли, что содержание в поверхностных морских водах колеблется в пределах 6% и что нижнее значение, как и предполагалось, соответствует воде, разбавленной водой из растаявших ледяных полей. Современная точность в определении содержания позволяет определять изотопный состав кислорода, различный для разных океанов. Возросшая чувствительность определения была использована также при изучении океанических палеотемператур, причем полученные результаты свидетельствуют о важности очень точных определений для изучения колебаний распространенности изотопов в природе. Возросшая [c.102]

Поскольку состояние поверхности и природа дефектов решетки влияют на адсорбционные и каталитические процессы, естественно ожидать влияния облучения на катализ. В особой степени оно до.пжно сказаться на активности полупроводников, так как именно для них весьма существенны электронные переходы, усиливающиеся при облучении. Тейлор и Кон (США) подвергали действию у-лучей окись алюминия, а затем изучали ее каталитическую активность но отношению к наиболее простой реакции изотопного обмена водорода. Известны три изотопа водорода, два из которых стабильны (водород и дейтерий), а третий (тритий) радиоактивен. При пропускании смеси [c.103]

В табл. 59 представлены массы и распространенность изотопов водорода и кислорода. Поскольку и водород и кислород являются отгюсительно легкими атомами, изменение изотопного состава молекулы перекиси водорода сравнительно сильно изменяет ее молекулярный вес. Однако в связи с тем, что тяжелые изотопы присутствуют в природе лишь в очень малых относительных количествах, необходимо во много раз обогатить пробу естественной перекиси водорода тяжелыми изотопами, чтобы средний молекулярный вес смеси заметно повысился. Возможность такого обогащения в процессе производства (например, при электролизе или перегонке), по-видимому, ничтожно мала. [c.251]

Изотопы и изомеры водорода. Одним из преимуществ газовой хроматографии является возможность определения наиболее легких из встречающихся в природе веществ — изотопов и спиновых изомеров водорода. Смесь из Н2, HD и D2 разделяли на колонке с активированной окисью алюминия (адсорбент обрабатывали [12] раствором Fe l3 в соляной кислоте, нагревали и нейтрализовали гидроокисью аммония, либо активировали [13] при 450 °С в течение недели в потоке гелия при —196 °С). Глюкауф и Кит [14, 15] для разделения водорода и дейтерия, а также водорода, дейтерия и трития использовали колонку длиной 44 см с нанесенной на асбест палладиевой чернью. Имеются и другие работы, посвященные разделению изотопов водорода на колонках с молекулярными ситами и окисью алюминия при низких температурах [11, 16—19]. Разделение смеся дейтероводорода и спиновых изомеров водорода и дейтерия осуществили Монке и Зафферт [20]. Они использовали стеклянную капиллярную колонку с внутренним диаметром 0,27 мм, которую обрабатывали водным раствором аммиака и кондиционировали при 170 °С в течение 70 ч. Длина колонки 80 м, температура разделения —196 °С, расход газа-носителя (неона) 2 мл/мин, детектор — микрокатаро-метр. Полученная хроматограмма приведена на рис. VI, . Аналогичную смесь разделяли на колонке со стеклянными микросферами [21]. [c.229]

Согласно исследованиям К. Ранкама (1954), стабильные изотопы водорода распределены в природе следующим образом. На долю протия ( Н) приходится 99,9844 %, на долю дейтерия ( Н) — 0,0156 %. Радиоактивный изотоп водорода тритий [c.62]